Análisis teórico y computacional de la marcha normal y patológica: una revisión

Abstract

ResumenLa marcha humana es el resultado de la compleja interacción entre varios subsistemas: neuromuscular, músculo-tendinoso y osteoarticular, que trabajan coordinadamente para generan la dinámica corporal necesaria para el desplazamiento bípedo. En la rutina clínica, el estudio de la marcha es la base de la identificación de trastornos patológicos, facilitando su diagnóstico, tratamiento y seguimiento. Tradicionalmente este análisis determina el conjunto de patrones que describen la dinámica del sistema. Sin embargo, éste análisis es insuficiente para evaluar algunos movimientos, sobre todo para los estadios tempranos de casi todos los movimientos patológicos. El desarrollo de diferentes modelos normales y patológicos ha permitido establecer diferencias objetivas para cada una de estas situaciones. En este artículo se hace una revisión de los modelos que describen la dinámica de la marcha humana normal y patológica, inspirados en la morfo-fisiología del sistema locomotor. Además, se hace un análisis sobre la efectividad de los modelos propuestos en la literatura para describir comportamientos patológicos.Palabras clave: modelos teóricos, marcha, biomecánica, ingeniería biomédica THEORETICAL AND COMPUTATIONAL ANALYSIS OF NORMAL AND PATHOLOGICAL GAIT: A REVIEW AbstractThe human gait is the result of complex interactions between several sub-systems: neuromuscular, musculo-tendinous and osteo-articular, which work together to generate the body dynamics necessary to describe the bipedal movement. In the clinical routine, the gait analysis is the main element for identifying pathological disorders, supporting the diagnosis and facilitating a proper follow up. Traditionally, this analysis aims to establish the set of patterns that describe the dynamics of the system. However, this analysis is insufficient for some movements, especially for early stages of almost every pathological movement. The development of normal and pathological models has allowed to demostrate objective differences for each of these situations. In this article we present a summary of the models that describe the dynamics of the normal and pathological human gait, inspired by the morpho-physiology of the locomotor system. Furthermore, we perform an analysis of the effectiveness of the proposed models in the literature.

Modelo Biomecánico de una Prótesis de Pierna

“…Este sistema puede analizarse mediante dos tipos básicos de enfoques: el primer planteamiento, se basa fundamentalmente en el análisis cinemático del movimiento humano. El segundo enfoque, profundiza en las capacidades elásticas y deformadoras de los materiales biológicos que componen el cuerpo, (Cifuentes et al, 2010). En el proceso de locomoción bípeda el cuerpo se mueve de forma erguida hacia adelante, siendo su peso soportado alternativamente por ambas piernas.…”

“…Sin embargo, el valor del par es variable en un ciclo de la marcha. El análisis biomecánico de la marcha muestra que el par de la rodilla humana, cambia con la velocidad de la marcha y las condiciones (inclinación) del camino, (Cifuentes et al, 2010). El par ideal para la rodilla ideal debe cumplir con los siguientes aspectos, (Jin et al, 1998): 1.…”

“…Para ambas fases los valores de la constante del resorte y el coeficiente de amortiguamiento viscoso permanecen constantes. Las Figuras 7 y 8 muestran el cambio de longitud del resorte en las fase de apoyo y oscilación del ciclo de marcha, desde el punto de vista biomédico, se desea que el muñón no sufra cambios bruscos de velocidad, (Cifuentes et al, 2010). Esto es posible si se dispone de una prótesis construida con dispositivos de impedancia mecánica variable, (Vanderborght et al, 2013), donde se puede controlar el valor del coeficiente de fricción viscosa.…”

“…La cinesiología de la marcha es la rama de la biomecánica que se encarga de definir la marcha humana, distinguir las fases y ciclos de la marcha. Además, determina las fuerzas que intervienen en un ciclo de marcha completo, (Cifuentes et al, 2010). Con base en esta información, algunos investigadores abordan el diseño e implementación de prótesis de miembro inferior teniendo en cuenta los distintos modelos dinámicos de la marcha humana, (Ferris et al, 2012, Pejhan et al, 2008, Whittlesey et al, 2000.…”

Análise eletromiográfica da marcha de idosos saudáveis e com Doença de Parkinson durante a simulação de travessia de rua

“…A marcha requer a coordenação e ação de músculos do tronco e membros que trabalham em conjunto para gerar a dinâmica do corpo necessária para o movimento, mecanismos de troca de energia, uso da força para propulsão, estabilidade postural, controle neural e compensações ambientais induzidas por comportamentos pretendidos e adequados. Fatores biomecânicos e neuromusculares interagem constantemente durante a marcha e a integração destes fatores economiza energia muscular, e quando se tem uma execução adequada e com menor gasto energético possível, a marcha é considerada eficiente e funcional, evitando assim, a fadiga e as quedas (CIFUENTES, 2010;DICKINSON et al, 2000;DONALD, 2011;JAHN, 2010;LYONS, 2012;PERRY, 2005).…”